在納米結構中,分子按照物理基本原理以精確的方式進(jìn)行自我排列。納米結構的“自我組裝”是長(cháng)時(shí)間以來(lái)芯片設計商的一個(gè)夢(mèng)想。因為與現有的芯片制造技術(shù)比它能夠更為便宜地獲得超微精密“自我組裝”功能。IBM現在的研究人員在使用“自我組裝”生產(chǎn)未來(lái)的微芯片方面,已經(jīng)向前邁出重要一步。
該公司已經(jīng)宣布了一個(gè)嶄新的流程,使用“自我組裝”技術(shù)在微芯片中制造讓線(xiàn)路隔開(kāi)絕緣的真空。早期的結果顯示,這一絕緣技術(shù)能夠讓芯片速度提高35%,比沒(méi)有真空絕緣技術(shù)芯片耗能低15%。該公司預計這一新流程到2009年將被用于半導體工廠(chǎng)。IBM“自我組裝”真空計劃研究員和首席科學(xué)家丹尼爾-埃德?tīng)査固?Daniel Edelstein)稱(chēng),“自我組裝”方法宣告芯片制造進(jìn)入納米技術(shù)時(shí)代。埃德?tīng)査固狗Q(chēng),更為重要的是IBM的流程被設計適合目前的制造設備和材料。
今天芯片開(kāi)發(fā)的瓶頸之一是在晶體管間傳輸數據用的銅線(xiàn)。由于芯片變小,大約只有70納米寬的這些金屬線(xiàn)需要緊密地結構在一起。但是,這些線(xiàn)路互相間越緊密,他們的電流可能就互相越干擾,從而增大能耗和降低數據傳輸。絕緣能夠提供幫助,但今天的絕緣材料玻璃不能很好地用于未來(lái)新生代的芯片。工程師知道真空是較為理想的絕緣體,他們一直在致力于開(kāi)發(fā)方法來(lái)構建足夠微小的真空,直徑大約為35納米。但是,目前最先進(jìn)的制造設備不能夠可靠地生產(chǎn)那樣微小的真空。因而代替方法是,IBM研究員使用一種新類(lèi)型的聚合體來(lái)幫助他們創(chuàng )造這種真空。這種聚合體被灌注在銅線(xiàn)上,而銅線(xiàn)被植入一種絕緣材料。當這種聚合體受熱時(shí),分子彼此分離而形成一個(gè)規則排列的納米洞。這些洞被用作模板來(lái)將洞列刻入包圍這些銅線(xiàn)的絕緣材料。工程師然后通過(guò)這種洞轟開(kāi)剩余絕緣材料,抽去等離子――電解氣。其后很快的化學(xué)清洗對銅線(xiàn)每邊真空進(jìn)行清潔。
西雅圖的華盛頓大學(xué)電機工程教授貝貝克-埃米爾-帕瓦茲(Babak Amir Parviz)說(shuō):“我認為這個(gè)特別實(shí)證對于其它那些致力于“自我組裝”的人來(lái)說(shuō),是非常令人振奮的,因為他們這變得越來(lái)越真實(shí)并且正在走向更多的工業(yè)應用?!盜BM的埃德?tīng)査固狗Q(chēng),由于這一新流程把制造方法增加到整個(gè)芯片制造工藝中,將會(huì )略微提高成本。在一個(gè)芯片中有10層金屬線(xiàn),他預計成本每層將提高1%。埃德?tīng)査固狗Q(chēng),一些芯片將被建成單層真空,而其它可能有四層或者更多,這主要取決于消費者需要。IBM打算許可這項技術(shù)給它的研究合作者,其中包括AMD、索尼和Freescale Semiconductor。